Les Poutres [PDF]

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I-Définition : Les poutres sont des éléments porteurs horizontaux. Elles sont dites élancées car leur portée (longueur) est grande par rapport à leur hauteur et à leur largeur. Dans les bâtiments, elles servent souvent d’intermédiaire entre les planchers et les éléments porteurs verticaux.

II-Disposition constrective : La flexion engendre dans la section des poutres une zone comprimée et une zone tendue. Contrairement à la compression, le béton ne résiste pas à la traction. On incorpore dans la zone tendue des aciers capables de reprendre ces efforts.

III-Les types des poutres : Les poutres

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1-Poutre en béton armé : La poutre en béton armé remplace le mur de refend afin d’économiser de la place tout en supportant le plancher. C’est pourquoi son exécution doit être soignée. Elle peut prendre appui sur les murs (façades, refends) ou sur des poteaux en béton. Dans un pavillon, nous pouvons trouver plusieurs sortes de poutres : 

La poutre béton avec retombée : La plus commune des poutres. Sa section dont la hauteur doit impérativement être plus importante que la dalle, une retombée est nécessaire, cette partie se trouve sous le plafond.  La poutre BA noyée : Poutre dont la hauteur est égale à l’épaisseur de la dalle. Aucune retombée n’est nécessaire. Exemple chevêtre pour trémie d’escalier.  La poutre avec rehausse : Elle est nécessaire lorsque la hauteur de poutre est plus grande que l’épaisseur de la dalle et qu’aucune retombée doit être présente sous le plafond. Le complément de hauteur de poutre se retrouve donc sur le plancher haut sous un mur

a-Les différents types des poutre en B.A : Les poutres

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Poutre isostatique :Cette poutre ne contient qu’unne seule travée qui est supporté par deux supports aux deux extrémités.

Poutre continue : La poutre qui est soutenue par plus de deux supports et se poursuit en ligne droite sur sa longueur est appelée poutre continues.

Poutre semi-continue : ce type de poutre contient deux travées avec ou sans retenue aux deux extrémités.

Poutre en porte-à-faux : Cette poutre est supporté par une seule extrémité et l’autre extrémité est exposée aux-delà du mur /support. Cela signifie qu’une extrémité est fixe et l’autre est ouverte.

b- Les Sections des poutres : Les poutres

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On peut aussi rencontrer quelques fois des poutres de forme en I ou de T avec ou sans talon. Ce genre de poutres est en général utilisé pour les ponts et les ouvrages d’Arts, à noter qu’en général ces poutres sont des éléments précontraints.

2-Poutres métalliques : a-Les poutres à âme pleine :

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Je forme / Forme en W / Forme en H : Cette section est utilisée pour tous les types de combinaisons de charges, sauf rotation pure. Cette section est très efficace pour résister (en ordre) flexion, et compression. Les utilisations les plus courantes de cette section sont les poutres / poutres, colonnes dans Bâtiments et ponts.

Forme en C / Chaînes : Cette section est principalement utilisée pour les applications de charge uniformément réparties avec un petit moment / flexion. Cette section est très efficace pour être utilisée comme élément structurel secondaire où la charge est transférée sur d'autres éléments structurels primaires.

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Forme en L / Angle : Cette section est très utilisée pour les applications de charge ponctuelle pour résister au cisaillement, tension et compression. Cette section est parfaite pour être utilisée comme élément de connexion, composant principal d'un membre construit, etc..

Forme en T / Tees structurels :  Cette section peut être utilisée pour toutes les applications de charge similaires à la section en forme de I. Cette forme offre une capacité de flexion significative du côté de la bride par rapport au côté sans bride. 

b-Les poutres creuses :

Car ré, Rectangulaire, et section de structure creuse ronde (HSS) : La section structurelle creuse (HSS) est obtenu par des tubes en acier en forme de carré, Rectangulaire et rond / circulaire. Cette section est une

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classe fermée, par rapport aux autres sections discutées ci-dessus. Cette section est hautement applicable pour les charges ponctuelles et la rotation. Cette section offre une capacité structurelle élevée contre la compression et la torsion. Les utilisations les plus courantes de cette section sont les colonnes structurelles, arbres, etc.

3-Poutre en béton précontraite : a-Définition du béton précontrainte : Le béton précontraint est un procédé datant des années 30 qui est largement employé dans la construction aujourd’hui en raison de la résistance accrue acquise par le béton armé lors de la précontrainte. C’est notamment dans la fabrication des poutres porteuses que le béton précontraint est employé, aussi bien en construction de bâtiments que d’ouvrages d’art. La poutre en béton précontraint permet d’assurer de grandes portées tout en supportant de lourdes charges que le béton armé n’aurait pas pu permettre.

b-Définition et principe de la poutre en béton précontraint : Le béton est un matériau facile d’emploi mais relativement résistant à l’étirement. La résistance à l’étirement du béton n’est (en simplifiant) que la capacité d’adhérence du ciment sur les granulats (gravier, sable) qu’on incorpore au mélange ciment et eau. Lorsque le béton s’étire (sous la flexion due à la charge notamment), sa résistance ne tient qu’à la capacité d’adhésion du ciment sur les granulats. En armant le béton par des ferraillages, on obtient du béton armé dans lequel on a ajouté des éléments (fers à béton) renforçant la cohésion en multipliant les points d’adhésion (c’est pour cette raison que les fers à béton ne sont pas lisses mais ouvragés avec des reliefs, afin d’augmenter la surface de contact).

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La précontrainte d’une poutre se fait en incorporant dans sa structure un ou plusieurs câbles longitudinaux (traversant toute la longueur de la poutre) qui seront mis en tension par des vérins hydrauliques et maintenus en tension durant le durcissement du béton. Il existe deux méthodes de fabrication d’une poutre précontrainte :  La poutre en béton précontrainte par pré-tension préfabriquée en usine où le béton est coulé sur les câbles tendus à la précontrainte désirée ;  La poutre en béton précontraint par post-tension sur site où les câbles mis en place dans le coffrage sont tendus une fois le béton coulé et durci.

4-Poutre mixte : L’assemblage de l’acier et du béton qui se prête particulièrement bien aux constructions mixtes. Ce matériau composite permet de réaliser des constructions minces, résistantes au feu et à haute capacité portante. Compte tenu d’une planification adéquate, le degré élevé de préfabrication en atelier permet de garantir

Description  : Il existe plusieurs poutres mixtes optimisées pour différents types d’utilisation :

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

poutres mixtes totalement enrobées de béton (sécurité incendie incluse)



poutres mixtes partiellement enrobées de béton (sécurité incendie incluse)



poutres mixtes avec profil métallique visible (sécurité incendie avec habillage à base de plaques, couche de peinture ou crépi projeté au pistolet)

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5-poutres en bois : C’est une pièce de bois équarri de grande longueur et de section transversale assez grande (au moins 12X12 cm), qui repose horizontalement entre deux appuis assez éloignés. Elle peut ainsi supporter des charges relativement importantes.

a-les différents type des poutre en bois : poutre lamibois.

poutre bois lamellé collé (BLC)

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poutre bois massif reconstitué(BMR)

poutre bois massif abouté(BMA)

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des panneaux CLT (Cross Laminated Timber)

IV-Le ferraillage des poutre :

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Il s'agit là d'un ferraillage essentiel, ce genre de pièce étant fortement soumise à l'étirement. D'une façon générale, le ferraillage reprend ici la

forme de la poutre, étant constitué de quatre fers horizontaux recourbés à leurs extrémités, et d'un certain nombre de cadres remplissant le rôle d'étriers, reliés aux fers horizontaux (dits fers filants) par des morceaux de fil de fer recuit, serrés à la pince. L'espacement de ces cadres sera normalement de 20 à 30 cm ; mais il tombera à 10 ou 15 cm aux extrémités de la poutre. La zone d'effort maximal subi par la poutre se trouvant en sa partie centrale et sur sa face inférieure, on aura avantage à placer dans cette zone plusieurs armatures horizontales, parallèles à l'axe de la poutre, qui offriront ainsi une meilleure résistance à la traction.

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Armatures d'effort tranchant (cadres) le long d'une poutre

V-Coffrage d’une poutre : ⮚ Le coffrage est une enceinte provisoire, un moule, destinée à maintenir en place un matériau de construction le temps que celui-ci devienne autoportant, soit par prise, séchage (béton, pisé), soit par d'autres contraintes physiques (pierres, dans le cas d'une voûte).

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⮚ Le coffrage est une structure temporaire en bois ou en acier dans laquelle on coule le béton afin qu'il prenne la forme désirée et qu'il soit protégé durant le temps de séchage. Une fois le béton consolidé et sa stabilité assurée, le coffrage ou moule est enlevé. Certains coffrages sont utilisés à plusieurs reprises, d'autres ne servent qu'une fois.

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